人工提取的功能肽--玉米肽

肽類百科

人工提取的功能肽--玉米肽

2019年11月25日

玉米是我國的三大糧食作物之一,目前我國的玉米總產量居世界第二位,占世界總產量的20%,占我國糧食總產量的25%。玉米不僅在農業中占重要的地位,在工業生產中也是生產淀粉、酒精的主要原料,玉米濕法生產淀粉的副產物玉米面筋粉(俗稱玉米渣),大約含60%的蛋白質,主要是由玉米醇溶蛋白(68%)、谷蛋白(22%)和球蛋白(1.2%)組成。然而玉米蛋白水溶性較差,組成復雜,口感粗糙,嚴重影響了其在食品中的應用。不僅如此,玉米蛋白就其氨基酸組成而言,賴氨酸和色氨酸含量較低,為其限制性氨基酸,根據衡量氨基酸組成的水桶平衡理論,玉米蛋白是一種非全營養蛋白。因此作為人類的營養成分,玉米蛋白的利用受到一定的限制;又加之玉米蛋白原料豐富,價格低廉,玉米淀粉的副產物很多未經利用即自然排放,這不僅是對可利用糧食資源的極大浪費,而且對環境也會造成一定程度的污染。據有關統計,我國每年隨廢液排走的玉米蛋白高達8萬噸以上,其余主要用作蛋白飼料,也就是說玉米蛋白的利用率極低。但是隨著人類對蛋白資源的重視和對生物活性肽的科學研究的不斷深人,掌握了酶解天然蛋白資源制備生物活性肽的基本理論和技術方法,對玉米蛋白可實現有限的酶解過程,能生產出高營養且易于吸收的、高附加值的具生物學功能特性的生物制品,因此必將促進農業經濟的發展。


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?一、玉米肽的性狀


用酶解法制備的玉米多肽呈灰白色,有多肽的特殊味道,分子量多在1000D以內。其溶解性能好,在大范圍pH值下都能完全溶于水,無渾濁現象和沉淀物的產生。對熱的穩定性高,加熱后組分不改變,功能不喪失。由于玉米多肽是從天然食品玉米蛋白中制取的,故安全可靠,無毒副作用。

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二、玉米肽的生物活性與功能


從酶解玉米蛋白制備生物活性肽的研究結果統計可知,可釋放出具生物活性的肽主要有:

1、玉米降壓肽

降血壓肽通過抑制人體血液中血管緊張素轉換酶(angiotensinI-convertingenzyme,ACE)活性而達到降血壓的作用。ACE的抑制肽最早發現于蛇毒中。人們于20世紀90年代發現了許多天然蛋白水解后可以得到具有ACE抑制活性的肽,這些寡肽的共同特征是C-末端為脯氨酸或芳香族氨基酸,而N-末端往往是疏水性氨基酸。玉米蛋白含有高比例的纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、脯氨酸和谷氨酰胺等,很少含有賴氨酸等堿性氨基酸,這種獨特的氨基酸組成使玉米醇溶蛋白的水溶性較差,營養價值不高,而這種不平衡的氨基酸組成使玉米蛋白成為多種生理活性肽,特別是降血壓肽的來源。

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2、抗氧化肽

抗氧化肽是指生物體內源性的或由生物體內蛋白質降解后產生的肽。吉林大學的李相魯以玉米蛋白粉為原料,制備了具有較高純度的抗氧化肽(亮氨酸-天冬氨酸-酪氨酸-谷氨酰胺)。發現該抗氧化肽對自由基造成的各種線粒體損傷、細胞膜流動性下降、CCO和ATPase酶活性降低、線粒體膨脹等均有不同程度的抑制作用。


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3、醒酒肽

玉米淀粉是釀酒原料,而玉米多肽卻可促進酒精代謝,防止醉酒,減少其毒性,降低暴飲引起急性酒精中毒發生率。日本學者在玉米多肽方面進行大量研究,用堿性蛋白酶水解玉米蛋白,制得具有醒酒作用的玉米多肽,將其分別應用高血壓模型鼠和肥胖病人,促進酒精代謝。比較玉米多肽、小麥多肽和豌豆多肽醒酒效果,發現玉米多肽醒酒效果最好。孫冀平對這種醒酒多肽的醒酒機理進行研究,原因是玉米多肽能提高血液中丙氨酸和亮氨酸濃度,產生穩定NAD+,并不是減緩乙醇從胃中釋放,也不是減緩吸收。隋玉杰等研究玉米蛋白水解物醒酒活性,結果表明,堿性蛋白酶水解粗多肽醒酒活性高于中性蛋白酶水解粗多肽,且活性與劑量存在效應關系。玉米多肽不僅可解酒,且具有營養性、安全性高、原料豐富,應用前景廣闊。

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4、高可吸收蛋白活性多肽

武漢天天好以玉米蛋白為底物,采用對底物適度變性技術,使底物蛋白的酶切位點達到完全的暴露,實現了采用堿性蛋白酶和選擇的混合酶制劑有效生產生物活性多肽及多功能混合多肽的目的,底物的酶解效率每小時可達到31%以上,該水解產物經科學調配制成了高可吸收的多功能活性肽。該成果為蛋白資源的利用、從植物蛋白制備多功能生物活性肽和生物制品開拓了一條新的途徑,且有望實現產業化。

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三、玉米肽的應用范圍


由于玉米多肽是含有多種功能的生物活性肽,因此有廣泛的應用前景,可用于以下幾個方面:

1、降血壓保健品

玉米多肽可抑制血管緊張素轉換酶的活性,作為一種血管緊張素轉換酶的競爭性抑制劑,使血液中血管緊張素Ⅱ的生成量減少,從而減輕血管緊張性,外周阻力降低,產生降壓作用。動物實驗表明,口服玉米多肽3~5h后可使受試動物的血壓明顯下降,其降壓作用可保持24h。高血壓患者口服24h后可使血壓下降。玉米多肽也可預防高血壓的發生,對正常人起保健作用。

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2、醒酒產品

玉米多肽能抑制胃對酒精的吸收,增加體內乙醇脫氫酶和乙醛脫氫酶的活性,促進酒精在體內的代謝降解和排出。動物實驗表明,服用玉米多肽的動物較對照組醉酒的動物數目減少,并且醉酒的程度比對照組低,醉酒的維持時間也較對照組明顯縮短。玉米多肽防止醉酒的成分來自植物蛋白,與其他解酒、醒酒的藥物不同,屬于天然食品,即使多食也不會對身體造成損害。


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3、護肝產品

玉米多肽的氨基酸組成中,支鏈氨基酸(亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸)含量很高。有報道,肝昏迷、肝性腦病患者血中支鏈氨基酸含量下降,輸人高含量支鏈氨基酸可使病情得到緩解,高支鏈氨基酸輸液廣泛應用于肝昏迷、肝硬化、重癥肝炎和慢性肝炎的治療。玉米多肽中高支鏈氨基酸含量在此方面可能具有很大的應用前景。

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4、增強免疫及增強運動能力產品

玉米多肽氨基酸的組成中谷氨酰胺含量很高,谷氨酰胺是構成蛋白質的氨基酸,又是合成核酸的氮源,與組織生長、修復密切相關,雖系非必需氨基酸,但在提高機體免疫力、維持腸道黏膜正常結構和機能、提高機體適應外界有害刺激的能力等方面都具有重要的價值。如將其制成谷氨酰胺二肽,能夠開發出具有改進免疫功能、增強運動能力等高附加值的營養劑。


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5、運動員食品

玉米多肽富含疏水性氨基酸,又稱為疏水性肽,攝取后能促進胰高血糖素的分泌,保證高運動量者的能量需要,有利于運動成績的提高。玉米多肽基本不含脂肪,可開發成低熱高蛋白飲料,可作為蛋白質強化的營養補充飲料、運動訓練飲料及早餐飲料,這種含有多種氨基酸并具有良好吸收性的玉米多肽,對于恢復運動后的疲勞也有很好的效果。

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6、降血脂食品

玉米蛋白具有特殊氨基酸組成,其中存在著大量疏水性氨基酸,因此玉米蛋白屬疏水性蛋白,選擇合適的酶可開發出富含疏水性氨基酸的肽,此類肽稱疏水性肽。攝取后能刺激腸高血糖素分泌,降低血清膽固醇,促進內源性膽固醇代謝亢進,增加糞便中類留醇排泄量,所以疏水性肽具有抑制膽固醇上升,降低血清膽固醇濃度作用。玉米多肽可作為降血脂食品的主要功能成分。

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7、強化蛋白飲料

玉米多肽的營養價值與新鮮雞蛋相似,具有良好的食用價值且易吸收。日本等國應用玉米多肽開發出強化蛋白質或抗疲勞飲料,由于玉米多肽有較高含量的谷氨酸,還可制成健腦飲料。

四、玉米肽前景展望


隨著生物工程技術發展,酶制劑逐漸在食品工業得到應用。用酶處理低價值玉米蛋白開發具有高附加值功能肽,可充分利用玉米蛋白資源,大大提高玉米加工企業經濟效益和社會效益。我國玉米蛋白大都作為飼料或自然排放,既污染環境又造成資源浪費。由于玉米多肽具有多種營養特性、保健功能及非藥物療效,使玉米多肽具有十分廣闊的開發空間及市場潛力,因而前景相當誘人。

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